使用 kubeadm 部署一个 Kubernetes 集群 - Blog

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前置条件
部署 kubernetes
参考

这里使用 kubeadm 部署下 kubernetes，并配置 flannel 网络模型为 host-gw。kubeadm 的官方文档为 Creating a cluster with kubeadm，这个文档还没好好研究，这里重点不是 kubeadm 的使用，使用 kubeadm 部署 kubenetes 细节很多。本文提供的方法只是搭建测试集群，并不适用于生产环境的搭建。

测试系统为 centos，两台机器，master: 192.168.31.201; worker: 192.168.31.202.

前置条件

这里只记录会阻塞安装的前置条件，其他前置条件暂时不考虑。

关闭防火墙

sudo systemctl stop firewalld
sudo systemctl disable firewalld

这里遇到一个 case，如果安装时不关闭防火墙，使用 kubeadm join 时，会遇到 connect: no route to host 问题，所有的节点都需要关闭防火墙。

开启 bridge-netfilter

kubernetes 通过 bridge-netfilter 配置使 iptables 规则应用在 Linux 网桥上，该配置对于 Linux 内核进行宿主机和容器之间数据包的地址转换是必须的。参考bridge-nf-call-iptables，以及Network Plugin Requirements

echo "net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1" >> /etc/sysctl.conf
echo "net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1" >> /etc/sysctl.conf

sysctl -p /etc/sysctl.conf

关闭 swap

如果不关闭 swap，kubeadm 的前置条件不通过。

sudo swapoff -a
# vi /etc/fstab，注释 swap 挂载
# #/dev/mapper/centos-swap swap                    swap    defaults        0 0

配置 kubernetes 安装源

添加文件 /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo，配置完，执行 yum update 更新一下。

[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64/
enabled=1
gpgcheck=1
repo_gpgcheck=0
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg

执行 yum update 时，遇到了 https://packages.cloud.google.com/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64/repodata/repomd.xml: [Errno -1] repomd.xml signature could not be verified for kubernetes 错误，参考Got “repomd.xml signature could not be verified for kubernetes” error when installing Kubernetes from yum repo on Amazon Linux 2 #60134，更新了一下 /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo 配置

#repo_gpgcheck=1
repo_gpgcheck=0

部署 kubernetes

安装 binary

这里安装 1.16 版本的 kubernetes，目前我们使用的也是这个版本。

sudo yum install kubelet-1.16.9-0 kubeadm-1.16.9-0 kubectl-1.16.9-0

安装完 kubelet 之后可以 enable kubelet 服务，使用 sudo systemctl enable --now kubelet 立即启用 kubelet 服务。如果启用失败可以用下面文件配置下 ` /usr/lib/systemd/system/kubelet.service`。

[Unit]
Description=kubelet: The Kubernetes Node Agent
Documentation=https://kubernetes.io/docs/

[Service]
ExecStart=/usr/bin/kubelet
Restart=always
StartLimitInterval=0
RestartSec=10

[Install]
WantedBy=multi-user.target

替换镜像源

从 k8s.gcr.io 拉镜像比较慢，替换成阿里云的。首先看下需要的镜像

[decent@HostGW-Master ~]$ kubeadm config images list
I0827 08:56:23.303670   95373 version.go:251] remote version is much newer: v1.25.0; falling back to: stable-1.16
k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.16.15
k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.16.15
k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.16.15
k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.16.15
k8s.gcr.io/pause:3.1
k8s.gcr.io/etcd:3.3.15-0
k8s.gcr.io/coredns:1.6.2

通过下面脚本从阿里云拉镜像并 tag 成上面的样子，这样就不用从 k8s.gcr.io 拉镜像了。配置 pull-k8s-images.sh 脚本如下：

for i in `kubeadm config images list`; do
  imageName=${i#k8s.gcr.io/}
  docker pull registry.aliyuncs.com/google_containers/$imageName
  docker tag registry.aliyuncs.com/google_containers/$imageName k8s.gcr.io/$imageName
  docker rmi registry.aliyuncs.com/google_containers/$imageName
done;

同时修改 docker 的镜像源，拉镜像时，从阿里云拉，cat /etc/docker/daemon.json，参考https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/instances/mirrors

{
  "registry-mirrors": [
    "https://x2bhgwmy.mirror.aliyuncs.com",
    "https://hub-mirror.c.163.com"
  ]
}

安装集群

通过下面命令安装 kubernetes，pod-network-cidr 的配置要跟 flannel 的配置一致。

kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16

没有意外的话，安装成功，kubeadm 安装完成之后，配置的kubeconfig 文件位置为 /etc/kubernetes/admin.conf，需要拷贝到 ~/.kube/config。这个时候，node 还是 NotReady 状态，因为还没有配置 CNI 网络。

这里也介绍下重置 kubeadm 的方式，即删除节点(重置节点)，命令为 kubeadm reset（需要在每个节点上都执行一遍），另外打印加入集群的 join 命令为：kubeadm token create --print-join-command，这个命令会重新生成 token。

安装完成后，通过下面命令拷贝 kubeconfig 文件到 .kube 目录下面。

mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

配置网络插件

以 flannel 为例，总体没有特殊配置，使用 host-gw 时，将 backend-type 改为 host-gw 即可，全部的 yaml 文件参考 cores提供的yaml。

net-conf.json: |
  {
    "Network": "10.244.0.0/16",
    "Backend": {
      "Type": "host-gw"
    }
  }

配置完直接 kubectl apply -f 即可。这样集群就安装完成了。

其实在安装完 flannel 之后，我发现节点还是 NotReady 的，我看了下 /opt/cni/bin 目录，只有 flannel 这一个 binary，我们知道 flannel 其实还依赖了 bridge、ipam 插件，这里我们从官方 github 库中编译一下，放到 /opt/cni/bin 目录。

参考

阿里云镜像安装kubeadm和kubernetes

Kubeadm join failed : Failed to request cluster-info: no route to host

kubeadm 安装指定版本的 k8s 集群

kube-flannel 的 yaml 文件参考https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml 相比于原来的文件，做了两处修改：

去掉了 priorityClassName: system-node-critical，不然在 1.16 的 K8s 里无法安装
把 flannel 的 backend type 改成了 host-gw，原来是 vxlan。

---
kind: Namespace
apiVersion: v1
metadata:
  name: kube-flannel
  labels:
    pod-security.kubernetes.io/enforce: privileged
---
kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: flannel
rules:
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - pods
  verbs:
  - get
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - nodes
  verbs:
  - list
  - watch
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - nodes/status
  verbs:
  - patch
---
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: flannel
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: flannel
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: flannel
  namespace: kube-flannel
---
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: flannel
  namespace: kube-flannel
---
kind: ConfigMap
apiVersion: v1
metadata:
  name: kube-flannel-cfg
  namespace: kube-flannel
  labels:
    tier: node
    app: flannel
data:
  cni-conf.json: |
    {
      "name": "cbr0",
      "cniVersion": "0.3.1",
      "plugins": [
        {
          "type": "flannel",
          "delegate": {
            "hairpinMode": true,
            "isDefaultGateway": true
          }
        },
        {
          "type": "portmap",
          "capabilities": {
            "portMappings": true
          }
        }
      ]
    }
  net-conf.json: |
    {
      "Network": "10.244.0.0/16",
      "Backend": {
        "Type": "host-gw"
      }
    }
---
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: kube-flannel-ds
  namespace: kube-flannel
  labels:
    tier: node
    app: flannel
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: flannel
  template:
    metadata:
      labels:
        tier: node
        app: flannel
    spec:
      affinity:
        nodeAffinity:
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
            nodeSelectorTerms:
            - matchExpressions:
              - key: kubernetes.io/os
                operator: In
                values:
                - linux
      hostNetwork: true
      #priorityClassName: system-node-critical
      tolerations:
      - operator: Exists
        effect: NoSchedule
      serviceAccountName: flannel
      initContainers:
      - name: install-cni-plugin
       #image: flannelcni/flannel-cni-plugin:v1.1.0 for ppc64le and mips64le (dockerhub limitations may apply)
        image: docker.io/rancher/mirrored-flannelcni-flannel-cni-plugin:v1.1.0
        command:
        - cp
        args:
        - -f
        - /flannel
        - /opt/cni/bin/flannel
        volumeMounts:
        - name: cni-plugin
          mountPath: /opt/cni/bin
      - name: install-cni
       #image: flannelcni/flannel:v0.19.1 for ppc64le and mips64le (dockerhub limitations may apply)
        image: docker.io/rancher/mirrored-flannelcni-flannel:v0.19.1
        command:
        - cp
        args:
        - -f
        - /etc/kube-flannel/cni-conf.json
        - /etc/cni/net.d/10-flannel.conflist
        volumeMounts:
        - name: cni
          mountPath: /etc/cni/net.d
        - name: flannel-cfg
          mountPath: /etc/kube-flannel/
      containers:
      - name: kube-flannel
       #image: flannelcni/flannel:v0.19.1 for ppc64le and mips64le (dockerhub limitations may apply)
        image: docker.io/rancher/mirrored-flannelcni-flannel:v0.19.1
        command:
        - /opt/bin/flanneld
        args:
        - --ip-masq
        - --kube-subnet-mgr
        resources:
          requests:
            cpu: "100m"
            memory: "50Mi"
          limits:
            cpu: "100m"
            memory: "50Mi"
        securityContext:
          privileged: false
          capabilities:
            add: ["NET_ADMIN", "NET_RAW"]
        env:
        - name: POD_NAME
          valueFrom:
            fieldRef:
              fieldPath: metadata.name
        - name: POD_NAMESPACE
          valueFrom:
            fieldRef:
              fieldPath: metadata.namespace
        - name: EVENT_QUEUE_DEPTH
          value: "5000"
        volumeMounts:
        - name: run
          mountPath: /run/flannel
        - name: flannel-cfg
          mountPath: /etc/kube-flannel/
        - name: xtables-lock
          mountPath: /run/xtables.lock
      volumes:
      - name: run
        hostPath:
          path: /run/flannel
      - name: cni-plugin
        hostPath:
          path: /opt/cni/bin
      - name: cni
        hostPath:
          path: /etc/cni/net.d
      - name: flannel-cfg
        configMap:
          name: kube-flannel-cfg
      - name: xtables-lock
        hostPath:
          path: /run/xtables.lock
          type: FileOrCreate